Цифровой фазометр

284164

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Ссветскна

Социапнстнческие

Республик

Зависимое от авт. свидетельства ¹

Кл, 21е, 36/03

Заявлено 21 IV.1969 (¹ 1328182/18-10) с присоединением заявки ¹

Приоритет

Опубликовано 14.Х.1970. Бюллетень № 32

Дата опубликования описания 22.1.1971

МПК G 01г 25/00, УДК 621.317.77(088.8) Комитет по аела» изобретений и открытий ари Совете й1инистрое

СССР С1=СОт т т т,1тт ..

БИБ 1„<-т-- -, - (- -.!

Авторы изобретения

А. Ф, Архипенко и В. В. Михайлов

Заявитель Новочеркасский политехнический инстигут имени Серго Орджоникидзе

ЦИФРОВОЙ ФАЗОМЕТР

Изобретение относится к области фазоизмерительной техники.

Известные цифровые фазометры с отсчетом в угловых или дуговых единицах измерения и их долях, содержащие формирователи сигналов перехода образцового и исследуемого напряжений через нулевые значения, соответствующие началам периодов, триггер управления счетом, электронную ключевую схему, счетчик импульсов и отсчетное устройство, имеют сравнительно невысокие точность и быстродействие.

Предлагаемый цифровой фазометр позволяет повысить точность и быстродействие благодаря тому, что снабжен двумя идентичными генераторами пилообразного напряжения, управляемыми индивидуальными триггерами, входы которых подключены к разным выходам вспомогательного триггера со счетным входом, присоединенного к формирователю сигналов перехода образцового напряжения через нулевые значения, и двумя идентичными преобразователями напряжения во временной интервал, у каждого из которых сравнивающее устройство присоединено входом к включенным по дифференциальной схеме выходным цепям указанных генераторов, а выходом — к цепи управления обратным ходом развертывающего напряжения, к цепи управления прямым ходом развертывающего напряжения другого преобразователя и ко входу электронной ключевой схемы,. причем один из преобразователей оснащен: дополнительной цепью управления рабочим: ходом развертывающего напряжения, которая. связана с цепью разрешения счета, На чертеже представлена блок-схема предлагаемого фазометра; на фиг. 2 — временная диаграмма, поясняющая его работу.

Описываемое устройство содержит формирователи 1 и 2 сигналов перехода образцового и исследуемого напряжений через нулевые значения, соответствующие началам периодов, 15 триггер 8 управления счетом, электронную ключевую схему 4, счетчик 5 импульсов, цифровое отсчетное устройство б, два идентичных генератора 7 и 8 пилообразного напряжения, управляемых индивидуальными триггерами 9

20 и 10, вспомогательный триггер 11 и два идентичных преобразователя 12 и 18 напряжения во временной интервал. Преобразователи 12 и 13 содержат сравнивающие устройства 14 и 15, подключенные к генераторам 1б и 17

25 пилообразного напряжения, управляемым индивидуальными триггерами 18 и 19. Другими входами сравнивающие устройства преобразователей присоединены к включенным по дифференциальной схеме выходным цепям ге30 нераторов 7 и 8 пилообразного напряжения.

284164

10

Ключевая схема 4 подключена к выходам обоих сравнивающих устройств.

Преобразователь 12 напряжения во временной интервал оснащен дополнительной цепью

20 управления рабочим ходом пилообразного напряжения, которая связана с цепью разрешения счета.

Цифровой фазометр работает следующим образом. Перед измерением все триггеры устройства находятся в исходном состоянии «0». Образцовое Uo и исследуемое Ux напряжения, сдвинутые по фазе на угол р, подаются на формирователи 1 и 2 сигналов перехода образцового и исследуемого,напряжений через нулевые значения, соответствующие началам периодов.

В,момент t< перехода образцового напряжения U< через нулевое значение, соответствующее началу периода, формирователь 1 вырабатывает импульсный сигнал Уь который по счетному входу переключает триггер

11 в состояние 1. Триггер 1О, подключенный к выходу тр иггера 11, также переключается в состояние 1 и запускает генератор 8 пилообразного напряжения, который формирует линейно изменяющееся напряжение Ур, .

В момент t> следующего перехода этого же напряжения через нулевое значение, соответствующее началу периода, сигнал формирователя 1 устанавливает триггер 11 в исходное состояние. Выходным сигналом триггера

11 в состояние 1 переключается триггер 9.

Последний запускает генератор 7 пилообразного напряжения, который формирует линейно изменяющееся напряжение Ур, с наклоном, равным наклону напряжения U р,.

Начиная с этого момента на дифференциальном выходе генераторов 7 и 8 пилообразного напряжения образуется постоянное напряжение Uð, равное разности линейно изменяющихся напряжений Ур, и Uy,, В этот же момент выходным сигналом триггера 11, поданным в цепь разрешения счета, переключается в состояние 1 триггер 8 управления счетом и своим сигналом U открывает электронную ключевую схему 4. Одновременно сигналом, действующим в цепи разрешения счета, подготавливается счетчик и по цепи 20 управления рабочим ходом развертывающего напряжения запускается преобразователь 12 напряжения во временной интервал.

Цри запуске преобразователя 12 триггер 18 устанавливается в состояние 1, и генератор 1б пилообразного напряжения, управляемый этим триггером, формирует линейно изменяющееся напряжение 1р„которое сравнивается с напряжением U поступающим с дифференциального выхода генераторов 7 и 8 пилообразного напряжения. В момент равенства этих напряжений сравнивающее устройство 14 вырабатывает импульсный сигнал U„. По этому сигналу триггер 18 устанавливается в исходное состояние и рабочий ход напряжения 1р, прекращается, а триггер 19 переключается в состояние 1 и запускает преобразо15

50 ватель 18 интервал.

Преобразователь 18 работает аналогично.

Импульсным сигналом Uc,, Bûðàáàòûâàåìûì сравнивающим устройством 15 в момент достижения линейно изменяющимся напряжением Up, величины напряжения 0р, прекращается рабочий ход напряжения 1р, и запускается преобразователь 12.

Далее преобразователи 12 и 18 напряжения 1р во временной интервал работают поочередно, задавая период преобразования, равный образованному интервалу. Преобразователи 12 и 18 выполняют так, чтобы в течение периода То изменения образцового напряжения Up осуществлялось количество циклов преобразования, равное количеству счетных импульсов, соответствующих фазовому сдвигу на один период. Например, при измерении разности фаз в угловых градусах параметры преобразователей рассчитывают так, чтобы при выбранном наклоне линейно изменяющихся напряжений Ур, и Up, в течение периода То .изменения образцового напряжения U< осуществлялось 360 циклов преобразования.

В процессе периодического преобразования из импульсов Ус, и Ус„фиксирующих окончание временных интервалов, электронной ключевой схемой 4 формируется последовательность счетных импульсов U, которая подается в счетчик б. Количество выработанных импульсов U подсчитывается.

В момент 4 перехода исследуемого напряжения У„через нулевое значение, соответствующее началу периода, импульсным сигналом U> триггер 8 возвращается в исходное состояние. Электронная ключевая схема закрывается. Счет прекращается. С выхода триггера 8 подается сигнал на шину установки исходного состояния остальных триггеров фазометра.

На этом цикл измерения заканчивается.

Число, соответствующее разности фаз, измеренной в угловых или дуговых единицах и их долях, представляется в удобной для визуального наблюдения системе счисления, например в десятичной или десятично-шестидесятиричной (градусы, минуты, секунды) на цифровом отсчетном устройстве б.

Предмет изобретения

Цифровой фазометр с отсчетом в угловых или дуговых единицах измерения и их долях, содержащий формирователи сигналов перехода образцового и исследуемого напряжений через нулевые значения, соответствующие началам периодов, триггер управления счетом, электронную ключевую схему, счетчик импульсов и отсчетное устройство, отличающийся тем, что, с целью повышения точности и быстродействия, фазометр снабжен двумя идентичными генераторами пилообразного напря284164 жения, управляемыми индивидуальными тр иггерами, входы которых подключены к разным выходам вспомогательного триггера со счетным входом, присоединенного к формирователю сигналов перехода образцового напряжения через нулевые значения, и двумя идентичными преобразователями напряжения во временной интервал, у каждого из которых сравнивающее устройство присоединено входом к включенным по дифференциальной схеме выходным цепям указанных генераторов, а выходом — к цепи управления обратным ходом развертывающего напряжения, к цепи управления прямым ходом развертываю5 щего напряжения другого преобразователя и ко входу электронной ключевой схемы, причем один из преобразователей оснащен дополнительной цепью управления рабочим ходом развертывающего напряжения, которая

10 связана с цепью разрешения счета.

284164

f3

1

1

1

I !

1

I

J

1

9 "ж. 2

Составитель Г. Н. Кучеренко

Редактор С. И, Хейфиц Техред Т. П, Курилко Корректор .Л. Л. Ездоков.

Заказ 3710/18 Тираж 480 ПодписноеЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва, 5К-35, Раушская наб., д. 4/5

Типография, пр. Сапунова, 2